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The Design Challenge: 컴팩트한 패키지에 완벽한 색상 혼합
ARRI Medical은 세계 최초의 고화질 완전 디지털 3D 수술 현미경인 ARRISCOPE를 만들고 싶었을 때 JMO GmbH의 Julius Muschaweck을 선택했습니다. 조명 시스템 설계를 위한 조정. 이 현미경으로 의사는 현미경 광학을 통해 빛을 직접 보는 대신 디스플레이에서 디지털 3D 스테레오 이미지를 봅니다.
"ARRI Medical에서 ARRISCOPE® 디지털 3D 수술 현미경을 위한 매우 까다로운 조명 시스템을 설계해 달라고 요청했습니다. 공간 제약이 있는 비축, 다중 스펙트럼 조명 시스템이었죠. 촉박한 기한 내에 성공적으로 설계를 완료하기 위해서는 LightTools의 고급 설계, 분석 및 최적화 도구가 필수적이었습니다. 현재까지 수천 명의 환자가 ARRISCOPE로 수술을 성공적으로 마쳤으며, 제가 들은 바로는 외과의들이 조명에 매우 만족하고 있습니다." ~Julius Muschaweck, JMO GmbH 설립자
이미지 제공: JMO GmbH 및 ARRI Medical
조명 시스템 설계는 까다로웠습니다. ARRI Medical은 웜 화이트, 쿨 화이트, 그린, 레드 조명이 포함된 다색성 시스템을 만들고자 했습니다. 이를 통해 ARRISCOPE는 멀티스펙트럼 정보를 활용하여 외과의에게 표시되는 컴퓨터 이미지에서 조직 유형을 더 잘 구분할 수 있습니다. 이는 많은 이점을 제공하지만 완벽한 색상 혼합과 균질성을 갖춘 조명 시스템도 필요합니다. 조명 시스템은 현미경의 물체 평면에 균일하고 밝은 조명의 직사각형 패치를 만들어야 합니다.
이 시스템의 패키징은 엄지손가락 정도의 작은 크기로 이미징 시스템에서 축을 벗어난 현미경 헤드에 장착됩니다. 공간 제약, 열 예산, 공차 등 모든 조건이 까다로웠지만 설계 기간은 더 촉박했습니다.
The Solution: LightTools 설계 및 공차 기능
Muschaweck은 일정에 따라 작업을 완료하기 위해 LightTools를 사용했습니다. 그는 4가지 LED 색상이 조정 가능한 소형 단일 패키지에 결합된 OSRAM OSTAR 의료용 LED를 선택했습니다. OSRAM은 다른 많은 공급업체와 마찬가지로 웹사이트에서 다운로드하여 LightTools에 직접 통합할 수 있는 LED용 광선 데이터 및 CAD 패키지 모델을 제공하여 정확한 소스 모델 생성을 크게 간소화할 수 있습니다.
초기 설계 작업에는 LightTools의 통합 Parametric Controls 시스템을 광범위하게 사용했습니다. Muschaweck은 편리한 단일 위치에 표시되는 작은 숫자 매개변수 모음을 사용하여 모델 레이아웃을 제어할 수 있었습니다. 그는 LightTools의 비순차 광선을 사용하여 광선 경로에 대한 즉각적인 피드백을 얻으며 초기 콘셉트 개발을 수작업으로 완료했습니다. 유망한 설계가 나오자 Muschaweck은 LightTools의 매개변수 분석기를 사용하여 매개변수 공간을 스캔한 다음 통합 최적화 엔진을 실행하여 최적의 솔루션을 찾았습니다. 그는 시스템 전체에서 표면에서 표면으로의 에너지 흐름을 쉽게 시각화하고 필요에 따라 추가 설계 조정을 수행할 수 있었습니다.
마지막 단계로 Muschaweck은 제조된 시스템이 사양 내에 있는지 확인하기 위해 공차 분석을 수행했습니다. LightTools의 내장 공차 기능을 통해 시스템을 설계하고 최적화하는 데 사용되는 수치 매개변수를 공차 매개변수로 사용할 수 있어 분석을 보다 쉽게 설정할 수 있습니다.
이 시스템은 제시간에 성능 및 공차 사양 내에서 설계되었습니다. 광학 장치는 여러 광학 기능을 결합한 단일 사출 성형 부품과 기성품 유리 렌즈로 제조되었습니다. 일을 단순하게 만드는 것은 때때로 매우 어려운 일이지만 LightTools를 사용하여 Muschaweck은 상세 공차 분석을 제외한 설계 단계를 일주일 만에 완료할 수 있었습니다. 현재까지 수천 건의 성공적인 수술이 ARRISCOPE를 사용하여 수행되었습니다.
자세히 알아보기
ARRI Medical GmbH와 ARRISCOPE 3D 수술 현미경에 대한 자세한 내용은arrimedical.com 에서 확인할 수 있습니다.
JMO GmbH 및 전문 광학 설계 서비스에 대한 자세한 내용은 jmoptics.de 에서 확인할 수 있습니다.
LightTools에 대한 자세한 내용은 https://www.synopsys.com/optical-solutions/lighttools.html 에서 확인할 수 있습니다.
이 게시물은 LightTools, Success Story로 분류됩니다.